一種微球狀水化熱調(diào)控劑及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于混凝土外加劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種微球狀水化熱調(diào)控劑及其制備 方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 大體積混凝土由于水泥水化放出的熱量聚集在混凝土內(nèi)部來不及散出，使混凝土 內(nèi)部溫度增大，在夏季甚至可以達到70°C。巨大的內(nèi)外溫差會產(chǎn)生極大的溫度應(yīng)力，最終導(dǎo) 致混凝土產(chǎn)生裂縫，造成嚴重的后果。所以需要調(diào)控水泥水化放熱速率和放熱量，從而更好 地控制混凝土溫升速率和梯度，防止混凝土開裂。
[0003] 水化熱調(diào)控劑可以調(diào)控水泥水化過程，降低水泥水化放熱速率，避免混凝土熱 量聚集。EP1233008A1公開了一種水泥外加劑和水泥組合物，該方法添加了糊精來抑制 水化熱，但是未改性的糊精只能降低絕熱溫度5°C，不能滿足大體積混凝土的使用要求。 JP3729340B2公開了一種由礦渣與糊精復(fù)合的混合材，未改性的糊精雖然可以降低混凝土 的中心溫度，但是混凝土強度也隨之降低，帶來了一定的負面效果。CN102101759B公開了一 種混凝土復(fù)合外加劑及其制備方法和應(yīng)用，結(jié)果顯示對混凝土溫控防裂具有一定的意義， 但是其采用的葡萄糖酸鈉會吸附在水泥混凝土表面使其相互分散，從而延長了混凝土凝結(jié) 時間，不利于實際施工，而且專利也未對其制備方法進行公開。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 發(fā)明目的：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種微球狀水 化熱調(diào)控劑的制備方法。
[0005] 申請人發(fā)現(xiàn)：水化熱調(diào)控材料在水泥的堿性條件下很容易堿化溶解，不能充分發(fā) 揮水化熱調(diào)控作用，因此需要對糊精進行交聯(lián)改性。不同交聯(lián)糊精的交聯(lián)鍵具有不同的抗 酸堿和剪切穩(wěn)定性。常見的三偏磷酸鈉和己二酸等酯鍵交聯(lián)雖然抗酸但是抗堿穩(wěn)定性低， 甲醛和環(huán)氧氯丙烷等醚鍵交聯(lián)在混凝土高強度剪切下仍然部分溶解，而且使用的甲醛等交 聯(lián)劑毒性較大，不符合現(xiàn)代社會發(fā)展需要。
[0006] 技術(shù)方案：本發(fā)明提供的一種微球狀水化熱調(diào)控劑，在氧化還原引發(fā)劑存在下，由 糊精、交聯(lián)劑和分散劑聚合交聯(lián)反應(yīng)制得；其中，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量為糊精質(zhì)量的1?5%， 所述氧化還原引發(fā)劑的質(zhì)量為糊精質(zhì)量的1?3%，所述分散劑質(zhì)量為糊精質(zhì)量的1?
[0007] 本發(fā)明還提供了上述微球狀水化熱調(diào)控劑的制備方法，包括以下步驟：
[0008] (1)將糊精和水混勾，制得10?50wt %的糊精溶液，依次加入交聯(lián)劑和氧化還原 引發(fā)劑，得水相；將環(huán)己烷和分散劑混勻，得油相；
[0009] (2)將油相加熱升溫至40?60°C后滴加水相引發(fā)聚合交聯(lián)反應(yīng)；
[0010] (3)產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥和篩分，即得。
[0011] 步驟（1)中，所述糊精為麥芽糊精、環(huán)狀糊精或熱裂解糊精；所述交聯(lián)劑為 Ν，Ν' -亞甲基雙丙烯酰胺、新戊二醇二丙烯酸酯或聚乙二醇二丙烯酸酯；其中聚乙二醇二 丙烯酸酯的分子量優(yōu)選200-1000;所述分散劑為Span 60或Tween 60。
[0012] 步驟（2)中，水相滴加時間為5?30min。
[0013] 步驟⑵中，所述氧化還原引發(fā)劑包括摩爾比2?5:1的氧化劑和還原劑；其中， 氧化劑為過硫酸銨、過硫酸鈉、過硫酸鉀和過氧化氫中的一種或多種；所述還原劑為亞硫酸 氫鈉、四乙烯五胺、連二硫酸鈉和L-抗壞血酸的一種或多種。
[0014] 步驟（2)中，所述交聯(lián)劑的質(zhì)量為糊精質(zhì)量的1?5%，所述氧化還原引發(fā)劑的質(zhì) 量為糊精質(zhì)量的1?3%。
[0015] 步驟（2)中，反應(yīng)時間為2?12h。
[0016] 步驟⑶中，干燥溫度為50?60 °C，干燥時間為20?40h。
[0017] 步驟（3)中，篩分粒度為80?140目。
[0018] 本發(fā)明還提供了上述微球狀水化熱調(diào)控劑在水化熱調(diào)控中的應(yīng)用，其特征在于： 其摻量為混凝土膠凝材料的〇. 5?2wt %。
[0019] 有益效果：本發(fā)明提供的微球狀水化熱調(diào)控劑由糊精交聯(lián)改性制得，具有空間網(wǎng) 狀結(jié)構(gòu)，抗酸堿及抗剪切能力高，可有效地降低水化放熱速率峰值、提高混凝土的抗壓強 度。
[0020] 本發(fā)明提供的微球狀水化熱調(diào)控劑的制備方法引入的交聯(lián)劑以短鏈自由基的形 式參與反應(yīng)，改善了糊精的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化。
【具體實施方式】
[0021 ] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的內(nèi)容作進一步的說明，但本 發(fā)明的內(nèi)容并不局限于實施例表述的范圍。
[0022] 實施例1
[0023] 水化熱調(diào)控劑的制備，包括以下步驟：將IOOg麥芽糊精加入到水中攪拌均勻，調(diào) 制成10wt%的糊精溶液，在攪拌狀態(tài)下依次加入N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺lg、2. 229g過硫 酸銨和0.771g亞硫酸氫鈉，加入間隔不超過10分鐘；將Ig Span 60和200g環(huán)己烷加入到 四口燒瓶中升溫至40°C;將水相滴加到油相中，5min滴完，引發(fā)聚合交聯(lián)5h ;將反應(yīng)后的糊 精溶液依次用乙酸乙酯、乙醇和丙酮洗滌，置于50°C烘箱中干燥40h，篩分得到80?100目 的固體顆粒狀水化熱調(diào)控劑產(chǎn)品。
[0024] 實施例2
[0025] 水化熱調(diào)控劑的制備，包括以下步驟：將IOOg環(huán)狀糊精加入到水中攪拌均勻，調(diào) 制成25wt%的糊精溶液；在攪拌狀態(tài)下依次加入Ν，Ν'-亞甲基雙丙烯酰胺lg、l. 486g過硫 酸銨和0.514g亞硫酸氫鈉，加入間隔不超過10分鐘；將Ig Span 60和400g環(huán)己烷加入到 四口燒瓶中升溫至40°C ;將水相滴加到油相中，15min滴完，引發(fā)聚合交聯(lián)2h ;將反應(yīng)后的 糊精溶液依次用乙酸乙酯、乙醇和丙酮洗滌，置于60°C烘箱中干燥20h，篩分得到80?100 目的固體顆粒狀水化熱調(diào)控劑產(chǎn)品。
[0026] 實施例3
[0027] 水化熱調(diào)控劑的制備，包括以下步驟：將IOOg熱裂解糊精加入到水中攪拌均勻， 調(diào)制成50wt%的糊精溶液；在攪拌狀態(tài)下依次加入N，N'_亞甲基雙丙烯酰胺lg、0. 743g過 硫酸銨和0. 257g亞硫酸氫鈉，加入間隔不超過10分鐘；將3g Span 60和600g環(huán)己烷加 入到四口燒瓶中升溫至60°C;將水相滴加到油相中，30min滴完，引發(fā)聚合交聯(lián)12h ;將反應(yīng) 后的糊精溶液依次用乙酸乙酯、乙醇和丙酮洗滌，置于55°C烘箱中干燥30h，篩分得到80? 100目的固體顆粒狀水化熱調(diào)控劑產(chǎn)品。
[0028] 實施例4
[0029] 水化熱調(diào)控劑的制備，包括以下步驟：將IOOg熱裂解糊精加入到水中攪拌均勻， 調(diào)制成25wt %的糊精溶液；在攪拌狀態(tài)下依次加入新戊二醇二丙烯酸酯2. 5g、I. 55g過硫 酸鉀和0. 45g四乙烯五胺，加入間隔不超過10分鐘；將2g Span 60和400g環(huán)己烷加入到 四口燒瓶中升溫至50°C ;將水相滴加到油相中，15min滴完，引發(fā)聚合交聯(lián)5h ;將反應(yīng)后的 糊精溶液依次用乙酸乙酯、乙醇和丙酮洗滌，置于60°C烘箱中干燥20h，篩分得到100?120 目的固體顆粒狀水化熱調(diào)控劑產(chǎn)品。
[0030] 實施例5
[0031] 水化熱調(diào)控劑的制備，包括以下步驟：將IOOg環(huán)狀糊精加入到水中攪拌均勻，調(diào) 制成35wt%的糊精溶液；在攪拌狀態(tài)下依次加入新戊二醇二丙烯酸酯lg、2. Ig過硫酸鈉和 0. 9g連二硫酸鈉，加入